摘要:重点分析当前我国公路桥梁桩基检测的主要方法及桩基质量的控制和分类,通过对桩基检测方法的比较,总结出桩基检测方法的主要对象及一定的评定标准。
关键词:桩基;检测;质量;评定
随着公路的大量修建,做为桥梁基础的桩基础亦大量使用。其桩基础的检测及质量不可避免的被人们越来越关注。从目前国内情况来看,对钢筋混凝土桩都能做到100%的检测,其它半刚性桩检测达到10%左右。而桩基的检测对于控制桩基的质量和保证公路建设中桥梁的使用功能及交通安全起到了极其重要的作用。然而,目前的检测方法和质量评价中存在着一些明显的问题,如检测人员水平参差不齐,对质量评价的标准理解上的差异导致对桩基质量判别的明显偏差,以及一些非技术因素导致的错判和漏判等都会对工程质量造成严重隐患。
当前公路桥梁桩基检测主要的两类方法是钻芯法和动测法。现在绝大多数桥梁桩基的检测均用动测法,动测法分为二种:一种是低应变法,另一种是声波透射法。前者是在桩内时域和幅频信号无明显缺欠反映的桩称之为合格;后者则是声学参数无异常和无声速低于低限值异常,没有出现一个剖面的两个测点声学参数异常或没有两个或两个以上剖面在同一深度声学参数异常及声速低于低限值异常的桩称之为合格。
1公路桥梁桩基现行的质量分类
国内各省市在公路建设时,对桥梁桩基础都按100%的比例进行动测法检测,质量分类标准由于规范上没有明确规定,存在着较大的差异。一般来讲,按质量优劣分为四类:
1.1完整桩
动测波形规则衰减,桩身完好,达到设计桩长,波速正常,混凝土强度达到设计标号。一般情况下,单纯扩径的桩也列入此类。
1.2基本完整桩
动测波形有小畸变,桩底反射清晰,桩身有小缺陷,如轻度缩径、局部轻度离析等,推测对单桩承载力及横向剪切力没有太大影响,桩身混凝土波速正常,可达到混凝土设计标号。
1.3缺陷桩
动测波形出现较明显的不规则反射,对应桩身缺陷如裂纹、离析、缩径、夹泥等;桩身混凝土波速偏低从而达不到设计标号,对单桩承载力有一定的影响,该类桩一般要求设计单位复核单桩承载力后提出是否处理意见。
1.4严重缺陷桩
动测波形严重畸变,对应桩身缺陷如裂缝、严重离析、夹泥、严重缩径、断桩等。该类桩一般不能使用,需进行工程处理。
2对公路桥梁桩基质量控制和分类的分析
2.1质量控制
对于桥梁桩基来讲,由于处在重要的工程部位,有时是一桩一柱的基础,这就要求它必须是100%合格。桩基质量控制主要在其形成过程中,在成孔和灌注两方面控制好,无疑不会出现不合格桩。现场监理工程师的监督也是质量保证的一个重要条件。
2.2质量分类
以上四种分类看似比较全面,各类桩基都可对号入座,但我们在实践中发现,有些问题是比较难掌握的。比如对于桩长的检测,由于混凝土桩基本身因径缩,离析等缺陷往往测出桩长大于设计桩长;也有可能由混凝土灌注桩初灌混凝土没有封好桩底造成短桩。但这种情况通过取芯验证是不准确的。另外,对于Ⅱ类及Ⅲ类桩的区别,不同检测,监理单位及不同检测人员有不同的理解。首先由于导致动测波形出现较明显不规则的因素较多,其次缺陷的严重程度的判定更是因人而异无量化指标依据,再者桩基缺陷的出现深度对桩基质量判别有较大影响。
3动测与钻芯两种检测方法的比较
桩基动测法中低应变反射波检测方法是建立在一系列假设前提条件下的,它首先假设桩是一个等截面、均质(各项同性)的一维直竿且横截面的直径远小于竿的长度,竿侧及竿端物质的密度明显小于竿的密度。只有这样才可应用弹性直竿中波传播的理论和波动方程解释工程桩的完全性问题。因此不仅检测人员,建设单位主管及相关监理人员也应当清楚作为低应变主要检测方法的反射波的应用是有前提的,其检测结果对正常桩是有效的。特殊情况下,现场监理在灌注过程中发现的问题比任何检测方法都及时和准确。
钻芯检测法因其优点突出即直观,而引起人们的广泛重视。但该方法成本高昂,钻芯需较长时间,使得人们无法在大范围内广泛应用。另外钻芯法的代表性也受到质疑,特别在确定缩径等缺陷时更是无能为力,一般地说钻芯法在确定桩身质量有较强的说服力,对确定断桩、夹泥、离析也有一定的优势。芯样取率要达到100%。它要求技术人员有丰富的实践经验,对钻进过程所遇到的各种情况要有完整,准确的记录。有时断桩部位在钻芯过程中只反应为几或十几厘米的突然掉钻,如不能准确记录下来,从提取的芯样上很难判断出严重的缺陷。
因此,钻芯检测法主要是对动检测法的一个补充,重点是对混凝土质量有怀疑的合格桩及动测评为不合格缺陷桩进行验证。深度不大的径缩缺陷采用开挖方法予以验证。
4结束语
实践证明,只要严格按有关操作规程施工,就现有的技术设备条件而论,正常情况下应有95%的桥梁基桩为Ⅰ类桩。确有问题但又不必进行工程处理的Ⅱ类桩的数量也不应大于5%,地表附近的径缩缺陷桩处理后可按合格桩提交报告。对于常年地下水位以下(一般为8～10m左右)的缺陷尽管较严重,但只要有桩底反射,一般可不判为不合格桩。对于常年地下水位以上的缩径缺陷,尽管有桩底反射存在,则应果断判为Ⅲ类桩,须处理后才能使用,因为不仅是桩身完整性受到影响,裸露的钢筋在常年地下水位以上部位时由于受游离氧的氧化若干年后将不复存在,这将明显影响桥梁基础的抗剪切能力,从而影响其安全性。同样的缺陷若出现在常年地下水位以下,由于没有游离氧的氧化作用,裸露的钢筋始终不会锈蚀,故可判为Ⅱ类桩。值得提出的是,钻芯检测的主要对象是对混凝土质量有怀疑的合格桩和需要验证的不合格桩。
参考文献
[1]罗骐先.桩基工程检测手册[M].北京:人民交通出版社,2003.
[2]地矿部勘查技术JGJ/13-95.桩基低应变动力检测规程[S].北京:中国建筑工业出版社,1995.
[3]杨燕军,王雪峰.桩基动测分析指南.武汉:武汉岩海工程技术开发公司,1995.
[4]张世洪,刘道方.基桩动测与工程物探经验交流[C].云南:云南省地球物理学会,1998.
[5]朱理生.反射波法的局限性分析及其对策[J].交通科技与经济2004,2.